CN108248383A - 基于北斗短报文的车辆安全控制方法和控制系统 - Google Patents

基于北斗短报文的车辆安全控制方法和控制系统 Download PDF

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李宁
刘小凯
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    • B60K28/10—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
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Abstract

本发明涉及一种基于北斗短报文的车辆安全控制方法，其包括：利用北斗短报文通信技术，回传车辆信息数据；和当车辆信息数据异常时，通过北斗短报文通信技术向车辆发送断油或断电指令。本发明还涉及一种基于北斗短报文的车辆安全控制系统。

Description

基于北斗短报文的车辆安全控制方法和控制系统
技术领域
本发明涉及智能交通的应急安全领域，更具体地，本发明涉及基于北斗短报文的车辆安全控制方法和控制系统。
背景技术
随着科技的发展和人民生活水平不断提高，汽车已经成为生活中不可缺少的一部分。随着汽车租赁、共享汽车等产业的兴起，汽车的流动性增强。车辆管理者如何能够及时定位、监控、求救、防盗抢、防拆卸成为时代新问题。例如在边境地区的跨国运输，传统的定位、通讯手段失灵，需要新的传输数据手段来保障车辆安全，第一时间处理可能存在的危险状况。再或者是监控租赁汽车在沙漠、荒原等人迹罕至、通讯信号中断的地区的运行状况。
因此，亟待出现一种新的车辆安全控制方案，维系管理人员与驾驶人员之间的联系，保障驾驶员生命安全。
发明内容
北斗卫星的短报文通信功能是美国GPS和俄罗斯GLONASS都不具备的特殊功能，是全球首个在定位、授时之外具备报文通信为一体的卫星导航系统。北斗卫星短报文通信具有用户机与用户机、用户机与地面控制中心间双向数字报文通信功能。短报文不仅可点对点双向通信，而且其提供的指挥端机可进行一点对多点的广播传输，为各种平台应用提供了极大便利。
发明人利用北斗卫星的短报文通信功能，通过合理规划，研究并设计了一套联合式智能型双机定位终端方案，其中主机用于主监控，为部标汽车行驶记录仪，实现个性化特殊功能；副机为无线车载定位终端，用于卫星定位、主机的拆除检测，远程断油电控制。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种基于北斗短报文的车辆安全控制方法，其包括：
利用北斗短报文通信技术，回传车辆信息数据；
当车辆信息数据异常时，通过北斗短报文通信技术向车辆发送断油或断电指令。
优选地，所述车辆信息数据包括：单点定位数据、差分数据、或车辆识别信息中的多种。
优选地，所述车辆识别信息为手机号。
优选地，所述车辆信息数据包括：RTD(伪距差分)数据、惯性导航数据、SBAS(广域差分增强系统)数据、车内信息、SOS信息中的多种。
优选地，所述单点定位数据包括：纬度、经度、高程、速度、方向、时间中的多种。
优选地，所述单点定位数据还包括报警信息和状态信息。
优选地，所述车辆信息数据包括但不限于车辆的位置信息、车速、油量、温度、转向、车灯、刹车、紧急制动中的一种或多种。
优选地，所述车辆信息数据由车载控制机记录，并通过车载短报文发射机发送。
优选地，所述断油或断电指令由车辆控制平台下达，并通过短报文接收机发送。
优选地，所述车载控制机接到断油指令后，通过继电器切断油泵电源从而控制供油。
优选地，所述车载控制机接到断电指令后，通过ACC切断车内部分器件供电。
根据本发明第二方面，本发明提供一种基于北斗短报文的车辆安全控制系统，其包括：
车载控制机，用于记录车辆信息，并按照指令控制车辆；
车辆控制平台，用于接收车辆信息并向车载控制机发送指令；
车载短报文发射机，用于将车载控制机记录的车辆信息通过短报文发送到车辆控制平台，并接收车辆控制平台发来的指令；
短报文接收机，用于接收车辆信息的短报文并通过短报文向车载控制机发送车辆控制平台发出的指令。
优选地，所述车载控制机通过继电器控制车辆。
优选地，所述继电器通过切断油泵电源控制供油。
优选地，所述车载控制机通过ACC切断车内部分器件供电。
优选地，所述车载控制机与车载短报文发射机通过串口连接，传输数据。
优选地，所述车载短报文发射机按照预设时间间隔发送车辆信息。
优选地，所述车辆信息数据包括：单点定位数据、差分数据、或车辆识别信息中的多种。
优选地，所述车辆识别信息为手机号。
优选地，所述车辆信息数据包括：RTD(伪距差分)数据、惯性导航数据、SBAS(广域差分增强系统)数据、车内信息、SOS信息中的多种。
优选地，所述单点定位数据包括：纬度、经度、高程、速度、方向、时间中的多种。
优选地，所述车辆控制平台对接收到的车辆信息进行分析，当车辆信息异常时，进行报警。
优选地，所述单点定位数据还包括报警信息和状态信息。
优选地，所述车辆控制平台对接收到的车辆信息进行分析，当车辆信息异常时，向车辆控制机下达断油或断电指令。
优选地，所述车载控制机具有匹配短报文数据传输及基于短报文进行指令下发的元件。
优选地，所述车载短报文发射机具有授时元件，可独立输出定位数据和报文数据。
优选地，所述车载控制机包括部标汽车行驶记录仪和无线车载定位终端；其中所述部标汽车行驶记录仪用于监控，所述无线车载定位终端用于卫星定位和远程断油电控制。
优选地，所述无线车载定位终端还用于主机的拆除检测。
附图说明
通过阅读参考一下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是示意地表示本发明的一些实施方式的基于北斗短报文的车辆安全控制系统的原理图。
图2是示意地表示本发明的一些实施方式的车辆控制拓扑图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
国家北斗精准服务网是在国家测绘地理信息局领导下，由中国卫星导航定位协会和中国位置网服务联盟主导，面向城市燃气、给排水、供热、电力电网、智能交通、城市管理、智慧城市等领域提供北斗精准位置、精准授时及短报文通讯服务，是国家测绘地理信息局推动北斗产业化、规模化、社会化应用的基础设施，是北斗“百城百联百用”行动计划的核心成果。
北斗短报文是北斗导航定位系统的独特功能，北斗一代区别于GPS，是一个有源定位，有源定位技术只要2颗卫星就可以完成定位，于是产生了北斗短报文的功能。北斗短报文能够定位，可以显示发布者的位置。北斗的双向通信功能是指用户与用户、用户与中心控制系统间可实现双向简短数字报文通信，传统GPS是只有单向的，所以说这是北斗的优势。在海洋、沙漠或无人区等没有通信和网络的地方，安装了北斗系统终端的用户，既可以定位自己的位置，又能够向外界发布文字信息。
在本发明中，术语“部标”是指部标一体机，或称卫星定位汽车行驶记录仪，俗称GPS/北斗汽车行驶记录仪。是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。内部集成有GPS/北斗定位模块和GPRS/CDMA通信模块，可以通过GPRS/CDMA上传定位信息，超速、疲劳、疑点数据，下发文字信息，上传图片、音频、视频等。
在本发明中，术语“车载控制机”是指具有匹配短报文数据传输及基于短报文进行指令下发的功能的部标一体机。在本发明中，发明人通过改造市售部标一体机，添加匹配短报文数据传输及基于短报文进行指令下发的功能而获得。若未来能够直接购得具有匹配短报文数据传输及基于短报文进行指令下发的功能的部标一体机，其也应在本发明的“车载控制机”的范围内。
本发明的基于北斗短报文的车辆安全控制系统的工作原理如图1所示。每台车辆上装载配有车载短报文发射机的车载控制机。车载控制机记录该车辆的信息，包括但不限于单点定位数据、差分数据、和车辆识别信息。车辆识别信息为车辆控制平台对车辆的识别码，可以是手机号、车牌号、车架号、车辆类型、驾驶员、服务行业类型、所属行政区域等。单点定位数据和差分数据用于确定车辆的位置信息和状态，例如纬度、经度、高程、速度、行驶方向、时间、RTD(伪距差分)数据、惯性导航数据、SBAS(广域差分增强系统)数据等。
在网络环境较佳的区域，例如有3G、4G移动网络的区域，所述车载控制机与车辆控制平台通过移动网络按照一定时间间隔传输数据。当网络环境恶劣时，启动北斗短报文系统传输数据。例如，当车辆控制平台在一定时间未收到车载控制机通过移动网络传回的数据时，短报文接收机和车载短报文发射机启动。
车载控制机通过串口与车载短报文发射机进行数据传输。车载短报文发射机将车载控制机发来的车辆信息按照预定的时间间隔发送，通过北斗卫星，传输给短报文接收机。
短报文接收机与车辆控制平台的服务器通过串口相连，所述短报文接收机可以接收多台车载短报文发射机发送的车辆信息。每台车载短报文发射机都有唯一确定的识别码，便于短报文接收机与其进行数据传输。所述识别码可以是卡号或设备号。短报文的位置信息汇报消息体由位置基本信息和位置附加信息项列表组成。位置附加信息项列表由各位置附加信息项组合，也可没有，根据消息头中的长度字段确定。
车辆控制平台在接收到车辆信息后，对其进行分析，根据预设的信息和规则，判断车辆信息是否异常。例如，车辆A远离预设行驶路线或预设行驶方向时，判断为异常，车辆控制平台发出警报。短报文接收机通过串口与服务器连接并且以JAVA或其它语言编写的通信服务解析数据，通过短信网关转发至普通手机，以及通过通信服务可实现普通手机往车载短报文发射机发送短报文功能。
考虑到驾驶员的安全，优选地，车辆控制平台在发现车辆信息异常时并不立即下达断油或断电指令，而是与该车辆进行联络。
当决定对异常车辆进行远程控制时，车辆控制平台通过短报文接收机向该车辆的车载控制机下达控制指令。所述短报文断油/断电控制指令包括控制项和控制命令，所述控制项包括控制油路、控制电路、或锁车门等，所述控制命令包括通/断；开/关等。车载短报文发射机接收到以短报文发送的车辆控制信号后，传输给车载控制机。优选地，车载短报文发射机接收到以短报文发送的车辆控制信号后，立即以通用应答进行应答，并将控制信号传输给车载控制机。
图2示出了车辆控制拓扑图。车载控制机接到断油指令后，通过继电器切断油泵电源从而控制供油。车载控制机接到断电指令后，通过ACC切断车内部分器件供电。在图2中，所述部标一体机添加了匹配短报文数据传输及基于短报文进行指令下发的功能，从而可以与短报文盒子配合使用。
执行短报文断油/断电控制指令后，车载控制机继续记录车辆信息并通过车载短报文发射机发送到车辆控制平台。车辆控制平台通过车辆位置信息可以判断控制是否成功。
本发明提供的基于北斗短报文的车辆安全控制方法有别于传统GPS+GSM模式实现的车辆安全控制方法。传统GPS+GSM模式用GPS获取被监控车辆位置信息，利用GSM网的通信链路将位置、报警等信息传送至监控中心来实现监控和报警功能。这种实现模式受到地域的限制，在GSM网没有覆盖的地域则无法使用，而且随着GSM用户的逐年增加，网络阻塞的情况日益凸显，尤其是在重大灾害发生时网络阻塞更加严重；另外受GPS的限制，一些保密部分无法使用，一旦美国进行制约，车辆运输将会陷入盲目状态；也有一些方法采用短波电台等其他方式，但这种方式一般只能覆盖一个局部地区，存在地域限制，也容易被干扰；限制区域或者信号失锁地区，传统通讯、定位手段显然无法满足车辆安全控制要求。
而本发明的方法基于北斗卫星和国家北斗精准服务网的精准定位，使用北斗短报文通信技术，通过无线车载定位终端下发断油断电指令，结合回传的异常信息数据有效进行车辆安全控制。由传统的单向GPS定位通信终端替换为双向北斗定位通信终端，结合北斗自身短报文通信技术，实现差分数据、异常数据等必要信息的有效回传和断油断电指令的下发。
采用本方法后，时间、位置、车速监控、轨迹回放、电子围栏报警等信息，通过北斗定位系统，配合国家精准定位服务网直接显示在后台监控系统中。
本发明不限于上述实施方式，在本发明思想的范围内可以进行各种变更。本发明已通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种基于北斗短报文的车辆安全控制方法，其包括：
利用北斗短报文通信技术，回传车辆信息数据；和
当车辆信息数据异常时，通过北斗短报文通信技术向车辆发送断油或断电指令。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆信息数据包括：单点定位数据、差分数据、或车辆识别信息中的多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆信息数据通过车载控制机记录，并通过车载短报文发射机发送。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述断油或断电指令由车辆控制平台下达，并通过短报文接收机发送。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述车载控制机接到断油指令后，通过继电器切断油泵电源从而控制供油。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述车载控制机接到断电指令后，通过ACC切断车内部分器件供电。
7.一种基于北斗短报文的车辆安全控制系统，其包括：
车载控制机，用于控制车辆记录车辆信息，并按照指令控制车辆；
车辆控制平台，用于接收车辆信息并向车载控制机发送指令；
车载短报文发射机，用于将车载控制机记录的车辆信息通过短报文发送到车辆控制平台，并接收车辆控制平台发来的指令；
短报文接收机，用于接收车辆信息的短报文并通过短报文向车载控制机发送车辆控制平台发出的指令。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述车载控制机通过继电器控制车辆。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述继电器通过切断油泵电源控制供油。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述车载控制机通过ACC切断车内部分器件供电。
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